一种快速制动的内胀刹车结构的制作方法

本发明涉及车辆制动技术领域，特别涉及一种快速制动的内胀刹车结构。

背景技术：

随着现代科技的发展，同时消费者对车辆安全性能的要求日益提高，车辆制动也得到不断的发展。刹车装置由刹车片与轮鼓或者碟盘之间产生摩擦，并在摩擦的过程中将汽车行驶时的动能转变成热能消耗掉。常见的刹车装置有“鼓式刹车”和“盘式刹车”二种型式，无论是“鼓式刹车”还是“盘式刹车”均采用刹车片制动，由于摩擦作用，刹车片会逐渐被磨损，摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。且刹车时，刹车片的磨损会产生高温的粉末，对轮毂造成灼伤。

针对上述技术问题，申请号为cn201621349540.1的专利公开了一种用于摩托车上的内胀刹车结构，包括被制动盘及配合套装的左制动块和右制动块，在左制动块与右制动块之间套装有复位弹簧，左制动块和右制动块的一端分别与铰支点铰接，左制动块和右制动块的自由端端口之间配合扩张装置，所述扩张装置包括扩张轮和与扩张轮同轴连接的轮轴，所述扩张轮包括定位层、摩擦层和设于定位层与摩擦层之间的空心腔，所述定位层与所述轮轴固定连接，所述摩擦层靠近所述空心腔的内壁上设有若干个半导体制冷片，半导体制冷片上安装有电极转换开关，所述电极转换开关与所述摩擦层均由柔性耐磨材质制成，所述空心腔内充满有固体的低熔点合金，所述轮轴与机架相配合联接。该技术方案以低熔点工质代替制动摩擦介质，以解决制动器上的摩擦片磨损到一定制动程度后，制动块与摩擦片的接触不稳定，制动效果差的问题。

然而，该技术方案仍然存在以下不足：1、制动多存在于紧急状态下，而低熔点合金加热使其膨胀到扩张到一定程度完成制动需要足够时间，因此存在安全隐患；2、仅靠扩张轮的膨胀带动连接的左制动块与右制动块完成制动工作，若扩张轮内工质受热不稳定则无法完成制动，制动存在不稳定性。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种快速制动的内胀刹车结构，以解决在紧急状态下，能够迅速完成内胀刹车结构的制动工作，避免存在安全隐患。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种快速制动的内胀刹车结构，包括制动盘及与制动盘的轴心相互重合的轮轴，所述轮轴上套设有弹性轴套，所述制动盘与所述轴套间设有若干个充气式制动机构，所述充气式制动机构包括充气制动块和与充气制动块配套的锁紧键，所述充气制动块一端通过所述锁紧键固设于所述制动盘的内壁上，另一端与轴套连接；制动时，所述充气制动块充气膨胀与所述轮轴和制动盘抵死。

本发明，非制动状态下，轮轴与机架配合固定连接，轮轴上套设有弹性轴套，轴套与轮轴转动连接，从而轮轴与制动盘为相互独立运动状态；制动盘与轴套间设有若干个充气式制动机构，充气式制动机构包括充气制动块和与充气制动块配套的锁紧键，锁紧键固定设置在制动盘的内壁上，充气制动块一端嵌入锁紧键，另一端与轴套连接；制动时，充气制动块充气迅速膨胀使得充气制动块与轴套连接的一端向内与轮轴抵死，从而充气制动块与制动盘连接的一端瞬间锁死转动的制动盘，以解决在紧急状态下，能够迅速完成内胀刹车结构制动盘的制动工作，避免存在安全隐患；与此同时，弹性材料制成的轴套在充气制动块与轮轴抵死的状态下可避免轮轴与充气制动块打滑，锁紧状态稳定。

进一步，所述充气制动块内设有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有粉末状nh4no3，所述第二腔体内设有粉末状nan3，所述第一腔体和第二腔体间设有制动开关阀。有益效果：开启制动开关阀，粉末状nh4no3与粉末状nan3能够迅速发生分解反应产生大量气体，使充气制动块迅速充气膨胀；粉末状nh4no3与粉末状nan3便于取得，易于保存，且反应速度快，避免现有技术中采用低熔点合金加热膨胀速度慢，紧急状态下，迅速锁紧制动盘完成制动动作，从而存在安全隐患的问题。

进一步，所述充气制动块呈中间大、两端小的鼓形。有益效果：充气制动块的腔壁设置为鼓形，在两端与轮轴和制动盘连接中，保证支撑轮轴和制动盘足够的机械强度和刚度。

进一步，所述充气制动块两端均设有支撑键，所述支撑键内设有充填有粉末状nh4no3的第一腔体，所述充气制动块内设有充填有粉末状nan3的第二腔体，所述第一腔体和第二腔体间设有制动开关阀。有益效果：避免充气制动块内设置额外的空心腔，增加充气制动块内设置固体反应物的储存空间。

进一步，所述充气制动块与其两端设置的支撑键采用的材质均为tpu材料。有益效果：tpu材料具有高耐磨性，且硬度范围广；通过改变tpu各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性，可在充气制动块充气过程中迅速膨胀；且tpu材质的摩擦层承载能力和抗冲击性好，支撑键与轮轴和制动盘连接处不易疲劳损坏。

进一步，若干个所述充气式制动机构沿制动盘内壁等角度均匀分布。有益效果：均衡受力，提高结构的机械强度。

进一步，所述轴套采用的材质为tpu材料，且所述轴套对应与所述轮轴接触的内壁上设有金属涂层。有益效果：保持轴套具有良好的弹性和耐磨性，能够有效实现充气制动块膨胀与轮轴相互抵死，且耐磨性好的轴套可在轴套与轮轴转动摩擦中提高轴套的使用寿命；而轴套内壁上设有金属涂层，从而可增加轴套内壁的刚度，增加轴套与轮轴转动连接的稳定性，且磨损后的轴套可迅速更换，更换轴套相对比更换轮轴成本低。

进一步，所述轴套的厚度为25mm-46mm。有益效果：保证充气制动块膨胀的时候能够迅速通过弹性轴套与轮轴抵死，通过申请人多次实验，轮轴的厚度为25mm-46mm时，制动时，充气制动块可迅速与轮轴抵死；且非制动时，轴套与轮轴转动稳定，轴套使用寿命较长。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明采用在轮轴与制动盘间设置可迅速改变体积大小的充气制动块，以达到迅速锁死制动盘的目的，以解决在紧急状态下，能够迅速完成内胀刹车结构上制动盘的制动工作，避免现有技术中采用低熔点合金加热使其膨胀到一定程度完成制动工作，制动缓慢，存在安全隐患的问题。

2、本发明中轮轴上套设有tpu材料的轴套，且轴套在对应与轮轴转动连接的内壁设有金属涂层，保持轴套与轮轴转动时具有良好刚度结构；且充气制动块连接在制动盘和轴套间，避免制动盘转动时充气制动块呈悬空状态，使充气制动块在非制动状态下受力支撑稳定；与此同时，tpu材料的轴套具有良好的弹性和耐磨性，在制动状态下可有效使得充气制动块膨胀与轮轴抵死，避免轮轴与充气制动块打滑，锁紧状态稳定；且充气式制动机构沿制动盘内壁等角度均匀分布，从而轮轴受到轴套周向对其施力抱死，避免轮轴受到单向集中应力，延长轮轴使用寿命，更换轴套比更换轮轴成本低。

3、本发明充气制动块的材质为tpu材料，保证其在收到气体冲击力的时候能够迅速膨胀支撑两端的轮轴和制动盘，且充气制动块内采用粉末状nh4no3与粉末状nan3固体物质迅速反应分解，便于固体物质的保存，也能够迅速分解产生大量气体，达到充气制动块迅速膨胀快速阻止制动盘转动。

4、本发明中充气制动块两端采用中空设置的支撑键分布嵌入锁紧键和轴套内，且支撑键均采用柔性耐磨材质为tpu材料制成，制动时，粉末状nh4no3与粉末状nan3反应分解出大量气体，致使支撑键迅速膨胀，从而支撑键嵌入锁紧键和轴套后可与其紧密连接，增强结构制动状态的稳定性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明一种快速制动的内胀刹车结构实施例1的示意图；

图2为本发明一种快速制动的内胀刹车结构实施例1中充气制动块的剖面图。

附图标记：01-制动盘、02-轮轴、03-充气式制动机构、04-充气制动块、05-第一腔体、06-第二腔体、07-制动开关阀、08-支撑键、10-导轨、13-排气孔、14-轴套。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示，本实施例提供一种快速制动的内胀刹车结构，包括制动盘01及与制动盘01的轴心相互重合的轮轴02，轮轴02与汽车的机架配合固定连接，制动盘01与轮轴02间沿制动盘01内壁等角度均匀分布有6个充气式制动机构03，充气式制动机构03包括充气制动块04和与充气制动块04配套的锁紧键，锁紧键固定连接在制动盘01的内壁上，轮轴02上设有由柔性耐磨材质制成的轴套14，非制动状态下，充气式制动机构03中的充气制动块04一端与通过锁紧键与制动盘01锁紧，另一端与轴套14固定连接，优选为支撑键08嵌入轴套14内与轴套14卡接，从而非制动状态下，充气式制动机构03随制动盘01的转动与轴套14绕轮轴02周向转动。

具体地，充气制动块04呈中间大、两端小的鼓形，保证支撑轮轴02和制动盘01足够的机械强度和刚度；锁紧键优选为焊接在制动盘01内壁的导轨10；进一步，如图2所示，充气制动块04两端均设有支撑键08，支撑键08嵌入充气制动块04两端与充气制动块04一体成型，支撑键08内设有第一腔体05，充气制动块04内设有第二腔体06，第一腔体05内设有粉末状nh4no3，第二腔体06内设有粉末状nan3，第一腔体05与第二腔体06之间设有控制第一腔体05和第二腔体06开关的制动开关阀07，便于控制第一腔体05和第二腔体06的连通。

进一步，充气制动块04与其两端设置的支撑键08均采用柔性耐磨材质为tpu材料制成，由于tpu材料具有高耐磨性，且硬度范围广；通过改变tpu各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性，可在充气制动块04充气过程中迅速膨胀；且tpu材质的摩擦层承载能力和抗冲击性好，支撑键08与轴套14和制动盘01连接处不易产生疲劳损坏；充气制动块04的腔体壁上设有排气孔13及控制排气孔13的阀门，取消制动时，通过排气孔13将充气制动块04的腔体内的气体排放出去，体积缩小的充气制动块04脱离与制动盘01间的连接，恢复制动盘01的运动状态。

此外，套设在轮轴02上的轴套14采用的材质为tpu材料，且轴套14对应与轮轴02接触的内壁上设有金属涂层，保持轴套14具有良好的弹性和耐磨性，能够有效实现充气制动块04膨胀与轮轴02相互抵死，且耐磨性好的轴套14可在轴套14与轮轴02转动摩擦中提高轴套14的使用寿命；而轴套14内壁上设有金属涂层，从而可增加轴套14内壁的刚度，增加轴套14与轮轴02转动连接的稳定性，且磨损后的轴套14可迅速更换，更换轴套14相对比更换轮轴02成本低。进一步，轴套14的厚度为25mm-46mm，通过申请人多次实验，轮轴02的厚度为25mm-46mm时，制动时，充气制动块04可迅速与轮轴02抵死；且非制动时，轴套14与轮轴02转动稳定，轴套14可使用3年以上，且更换成本低。充气式制动机构03沿制动盘01内壁等角度均匀分布，从而轮轴02受到轴套14周向对其施力抱死，均衡受力，避免轮轴02受到单向集中应力，延长轮轴02使用寿命，

本例中，非制动状态下，轮轴02与机架一体成型固定连接，充气式制动机构03中的充气制动块04通过两端的支撑键08与制动盘01和轴套14固定连接，从而充气式制动机构03和轴随制动盘01套绕轮轴02周向转动；因紧急状况制动时，启动充气制动块04内的制动开关阀07，使第一腔体05内粉末状nh4no3与第二腔体06内的粉末状nan3混合迅速发生反应，分解出大量气体，使充气制动块04和充气制动块04两端的支撑键08迅速充气膨胀，嵌入导轨10内的支撑键08迅速膨胀后可与其紧密连接，增强结构制动状态的稳定性；而嵌入轴套14一端的支撑键08迅速膨胀增大后使得轴套14发生弹性形变与轮轴02抱死，以通过充气式制动机构03达到迅速锁死制动盘01的目的，解决在紧急状态下，能够迅速完成内胀刹车结构中制动盘01的制动工作，避免现有技术中采用低熔点合金加热使其膨胀到一定程度完成制动工作，制动缓慢，存在安全隐患的问题。

本技术方案中充气式制动机构03固定设置在制动盘01和轴套14之间，避免充气制动块04悬空设置，结构简单稳定，且避免充气制动块04直接卡接在轮轴02内产生刚性磨损，更换轴套14比更换轮轴02成本低，具有实用性，适合推广应用。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。